光纤通讯技术的发展趋势与展望

随着现代科技技术的飞速进步，社会的发展、人们的日常生活与工作已经离不开互联网技术，而光纤通信技术是互联网应用的重要技术依托。光纤通信技术在我国应用发展已有三十几年光景，最早只运用于电信行业，如今已被广泛运用于各个领域，俨然已成为各行各业发展与变革的重要技术支撑[1]。未来光纤通信技术水平的不断提高，将会对21世纪各个行业领域产生不可估量的影响，对整个人类的社会经济发展做出巨大贡献。

一、光纤通讯技术概念及特点分析

光导纤维通信简称光纤通信，是通过光导纤维实现信息传输与传送的一种通信方式[2]。光纤通信是一种信息载体的光波，它具有中继距离长、频带极宽、通信容量大以及损耗率低等特点，其频率要远远高于电波，且光纤通信与同轴电缆或导波管相比损耗率明显较低;光波主要在光纤中进行传输，因而其具有良好的保密性能，不会出现串音等干扰;光纤的材料是由玻璃构成的，是一种绝缘性良好的材质，因此，光纤通信也具有较好的抗电磁干扰能力;光纤直径纤细、质地柔软、质量轻，安全性能较高，温度稳定性好，能够很好的适应环境且寿命较长。光纤通信的特点与优势使它迅速成为现代通信的主要应用方式之一，被应用于全球通信网、电信网、交通、工业生产监视控制、各领域远程调度指挥以及高质量彩色电视的传输等方面。

二、光纤通讯技术的应用现状与发展前景

（一）光纤入户技术

光纤入户技术现已成为光纤通信主要的输出技术，加快了人们之间传输信息的速度。为满足人们日益增长的信息传输速度、质量要求与社会发展需求，需要进一步提升光纤通信技术的传输效果，这就需要充分利用PON、P2P无源光网络实现光纤入户技术，大幅度提高网络传输速度。PON无光源网络的优点是光电器件的成本较低且容易进行维修，缺点是电子模块设备的整体定价较高。P2P无源光网络独立性较好，且電子模块成本定价较低，缺点是安装使用较为复杂，用户需要提前安装一个节点才能进一步使用光纤和管道。因此，通过对光纤的介入技术进行更深入的研究，能进一步完善和优化光纤通信的传输技术，提升传输速度与质量，最大化体现光纤通信技术的行业价值。

（二）单纤双向传输技术

目前的光纤通信最常采用的传输技术是单纤双向传输技术。单纤双向传输技术指的是使用一根光纤完成原来两根光纤才能完成的传输工作，其工作原理是接收相同光纤线路上不同的波段信号，在顺利完成信号的传输工作前提下将光纤传输的能量损耗降到最低，它将现有的光纤传输量提高到原来的二倍。随着光纤通信技术的与时俱进，如何同时将数个波长不同的光信号通过同一根光纤进行传输是主要的研究方向之一，这样能有效扩大光纤传输容量，增加光纤的使用效率，有效节约光纤资源。

（三）骨干节点的光交换技术

传统的电缆通信原理是借助交换机完成电子的交换工作，其传输速度相对较慢。光信号的交换原理是利用光—电—光信号相互交换的方式进行工作，以降低交换中产生的能量损耗，但是该方式的工作效率较低，而如今解决这个问题的途径只有借助拥有大容量的光开关器件。光电信号的传输与交换问题是当前光纤通信技术需要攻克的重要难题，当前较为迫切的任务就是通过骨干节点的光交换方式进行更加深入的研究，加大其开发力度，最大限度的满足信息传输要求，使其能够自动完成交换的整个过程。

（四）光纤材料的传输性能

目前的光纤通信技术中，主要采用的材料是石英光纤。石英光纤的优点是激光损伤阈值高、可靠性高、强度高、光传输性能较为优异、生物相容性较强且成本较低，因此石英光纤在能量传输等领域应用较为广泛。但石英光纤的发展已经十分接近目前的理论数值，所以人们也已经开始寻找其他的光纤制作材料，人们正在探索是否能使用氟化物、卤化物玻璃纤维以及重金属氧化物等作为光纤制作材料，进一步提高光纤通信传输材料性能。这一技术如能在未来光纤通信技术中得到应用，将会给未来的网际通信以及社会发展带来非常重要的创造价值。

三、光纤通讯技术的发展趋势

（一）光纤市场或将进行兼并整合

从目前的光纤通信行业发展状况来看，光纤光缆的价格持续走低。国内光纤光缆生产厂商提升企业竞争力、提高盈利率的关键在于提升光预制棒的产能利用率。上游预制棒是光纤光缆行业技术含量最高且壁垒最大的环节，现在国内较大的光纤光缆厂商基本上已经实现了光预制棒领域的自产。近年来，在大环境政策调控下，政府对宽带行业的支持幅度加大，光纤线缆行业得到前所未有的迅速发展，随之出现的问题也越来越多。随着国内光纤电缆企业的增多，需求量的降低造成光纤行业竞争愈演激烈，甚至频繁出现恶性竞争的现象。因此，政府即将对光纤电缆行业进行大规模兼并与整改，使整个市场朝着良性方向发展。

（二）光纤传感器市场分析

光纤传感器是物联网重要组成部分之一，其突出的优势与应用价值一直备受关注。以全球市场进行分析，光纤传感器市场规模在2013年就已达到18.9亿美金，2014-2021年其市场规模一直以约19%的幅度进行增长[3]，保守估计2021年年底其市场规模可达到60.6亿美金。虽然中国的光纤传感器生产企业逐年增加，但行业素质水平整体来看参差不齐，小型企业数量占了将近70%，生产的产品主要是低端光纤传感器，只有30%的外资企业和国内龙头企业以生产高端产品为主。未来我国的光纤传感器市场要注重提升整体素质水平，改进生产技术，使我国光纤通信技术整体实现质的飞升。

（三）全球海底光缆敷设领域更广

世界各地的网络可以看作一个巨大的局域网，分布在陆地上和海底的光缆将它们连接在一起形成互联网，现代社会经济、企业和个体的发展或多或少都离不开全球数据互连的支持。与陆地的光缆相比，海底光缆不需要支架支撑或者挖坑道就可以铺设，因此其资金投入较少且建设速度较快，并且海底光缆大多铺设在海底深处，较少受到人类活动以及自然环境的影响，稳定性、保密性以及抗干扰能力较强。海底电缆与卫星相比具有更为高效的传输速度与质量，能传送超过95%的全球音频流量、综合数据与100%的国际网络流量，其各方面优势都比较明显，因此有全球海域继续扩张的趋势。

（四）5G网络快速发展

5G是在通讯技术前四代基础上发展起来的第五代移动技术，与4G网络相比，5G通信技术已不仅仅是单一的无线技术，而是一个现有无线接入技术和新增补充无线技术相互融合的网络。5G网络系统优势较为明显，其以功能较为强大的基站为基础组成大服务器集群，这种较为新型的构架方式能大幅度提升光纤通信的传输速度;5G网络基站在设计时考虑到不同的安装需求与场景，将体型设计的小巧玲珑，但却拥有更为强大的各项功能;5G网络系统在能源损耗方面较为优秀，与4G网络系统相比能源消耗下降了九成，完全实现了真正意义上的绿色节能，与国家倡导的可持续发展环保理念相符合。5G网络现已在光纤通信技术中逐渐应用，虽然如今在各行业中的覆盖率尚未达到50%，但其持有的自身优势注定其在不远的将来会被广泛应用于通信网络中，有效推动光纤通信技术的发展。

四、展望

一项产业的发展中，市场是主要牵引力，而技术就是主要推动力。在新时代发展背景下，光纤通信技术已经成为支持各个国家各行业、各领域发展的重要技术之一。在全球范围内，无论是全产业链的新技术、新应用还是光纤网络、光网通信以及海洋通信方面，在未来的光纤通信技术领域都应顺应时代潮流，以联合创新的方式进行发展。5G网络的出现与应用使移动网络的业务能力实现了较大提升，使万物互联的网络时代全面开启，为全球通信行业的发展创造出更多的挑战与机遇。在“不提升就落后”的全球发展中，只有不断提高光纤通信技术，加大光纤通信设备的投入与改进，有效提升光纤通信技术的传输质量与效率，才能使国家网络基础设施建设逐渐实现全国的全面覆盖，提升国家整体光纤通信技术水平，能为我国综合实力的提升提供强有力的条件支撑。

参考文献：

[1]陈新.谈谈5G通信技术施工及建设[J].信息通信，2019（4）：225-227.

[2]张世庆.光纤通信系统技术的发展、挑战与机遇[J].中国新通信，2017，19（12）：23.

[3]郭江勇，寇亮.现代光纤通讯技术的特点及其应用研究[J].中国新通信，2020，22（3）：31.

作者简介：袁浩然（1992-），男，大专，初级工程师，研究方向：网络工程技术。